一台220kV变压器的故障及分析处理

1、一台 220kV 变压器的故障及分析处理摘要： 针对一台 220kV 变压器发生的故障， 结合油化 试验、高压电气试验两个专业，根据各项试验结果，分析认 为故障的主要原因是变压器的抗短路能力不足，导致发生短 路故障时变压器内部绝缘受损和绕组变形。关键词：绕组变形；放电；短路能力1 引言2007 年 5 月 5 日 22 点 20 分左右， 江阴地区突起十级左 右大风，局部地区十级以上。某变电所线路发生多起短路接 地故障，线路故障时的故障电流对变电所 220kV2# 主变产生 较大的冲击电流， 并且变电所 2#主变低压侧所带线路曾出现 多次故障跳闸，事后，对这台主变进行了检查试验和故障分 析。2

2、 油化试验分析2007 年 5 月 6 日，对该主变进行油色谱分析， 具体分析 数据见下表 1。根据 5 月 6 日至 8 日油色谱分析数据显示：烃类气体中甲烷（CH4）及乙稀（C2H4 ）、乙烷（C2H6 ）增长不大, 可排除变压器内部裸金属过热；乙炔（ C2H2）和氢气（H2） 增长较快，乙炔含量远大于5卩I /L的标准，CO和CO2含量 成倍增长，初步判断是变压器内部放电性故障并伴有固体绝 缘损坏。根据 IEC 三比值法计算得编码： 102，显示高能量 放电。3 电气试验分析2006 年 5 月 17 日，该主变进行了周期性预试，预试结 果正常。2007 年 5 月 7 日，该主变停止运

3、行后， 于 5 月 8 日进行 了主变频谱试验、绕组电容量试验、低电压短路阻抗试验、 直流电阻试验和绝缘电阻试验。3.1 绕组电容量测试中高中对低地电容量变化达 16% ， 低对高中电容量变化达 13%，其余试验数据差异不大（数据 比较见下表） 。判断分析为 2#主变中压侧绕组发生变形。3.2 频谱试验中反映高压共同绕组部分三相一致性较 好，中压、低压绕组的三相响应曲线差异性大，绕组极可能 已发生局部变形现象。频响法绕组变形试验结果见下图：从绕组频响法变形试验结果及电容量变化量分析，基本判定变压器中压绕组存在严重变形情况。直流电阻值无异 常，说明中压绕组虽然已严重变形，但尚未形成匝间短路。4

4、综合分析介于以上分析判断结果，该台主变压器已不能再投入运 行，必须马上更换。该台主变为沈变厂 90 年代产品，设备 抗短路能力不足， 根据计算，该批变压器的抗短路能力在 5kA 左右， 5 日线路跳闸时的短路电流对主变冲击较大。由于在 较短时间内经受多次冲击，造成主变中压侧绕组变形和绝缘 受损。5 结论通过事后的认真分析，造成此故障的主要原因变压器在 运行过程中受到短路电流的强大冲击，绕组发生局部变形和 绝缘受损， 留下严重的故障隐患。 随着电网容量的不断增加， 大型电力变压器抗短路能力成了一个突出问题。对于一些抗 短路能力较弱的变压器，在近区或出口发生短路时往往较易 遭到损坏，造成严重事故。而变压器能否承受各种短路电流主要取决于变压器结构设计和制造工艺，且与运行管理、运行条件及施工工艺水平等方而有很大的关系，虽然故障是客 观存在的，但只要加强平时的检查分析，可以提前预防事故 的发生，把危害降到最低程度。5.1 变压器停电预试，对电容量的变化要特别注意，相 差大的要分析原因，加强跟踪巡视；5.2 加强变压器的油化试验， 对怀疑变压器存在故障的， 应缩短油化的时间；5.3 增加对变压器的低电压短路试验，有条件的话进行 高电压短路试验；5.4 在具备条件的情况下，对变压器进行频率响应分析 法试验，因其频率响应特性具有较多的谐振点，能够灵敏地 反映出绕组电感、电容的变化情况。参考文